reglungstechnik Flashcards
(15 cards)
Was bedeutet der technische Begriff Regeln?
Regeln ist ein Vorgang, bei dem die Regelgröße fortlaufend erfasst, mit der Führungsgröße verglichen und
so beeinflusst wird, dass sie sich an die Führungsgröße angleicht. Dabei werden insbesondere Einflüsse
von äußeren Störgrößen unterdrückt.
Welche Funktionen werden in einem Regelkreis sequentiell durchgeführt?
- Messen: Informationen aus dem Prozess entnehmen
- Vergleichen: Bilden der Regeldifferenz aus Soll- und Istwert
- Stellen: Erzeugen einer Stellgröße zur Beeinflussung der Regelgröße
Was sind Störgrößen? Benennen Sie zwei typische Störgrößen für eine Raumtemperaturregelung.
Störungen sind (un-)bekannte Größen, die eine Regelung von außen unerwünscht beeinflussen.
Typische Störgrößen für eine Raumtemperaturregelung:
▪ Außenluft
▪ Innere Lasten (Personen, Leuchten, Geräte…)
Welche Bedeutung hat die Strecke in einem Regelkreis, wie ist sie vom restlichen Regelkreis abzugrenzen
und aus welchen Komponenten setzt sie sich zusammen?
Die Regelstrecke ist der Teil eines Regelkreises, der entsprechend der Regelungsaufgabe beeinflusst
wird. Die Regelstrecke beginnt am Stellort und endet am Messort. Sie beinhaltet das Stellglied und den
Prozess, bei dem es sich hier meist um eine Funktionseinheit einer technischen Anlage handelt.
Erklären Sie die Begriffe Regelgröße und Stellgröße. Geben Sie die Bezeichnung (Formelzeichen) nach
DIN IEC 60050-351 an. Welche alternativen Bezeichnungen kennen Sie für diese beiden Begriffe?
Regelgröße: Größe, die durch Beeinflussung an die Führungsgröße angeglichen werden soll.
▪ Bezeichnung nach DIN IEC 60050-351: x
▪ Alternative Bezeichnung in Literatur: y
Stellgröße: Größe, mit der die Regelgröße bewusst beeinflusst wird
▪ Bezeichnung nach DIN IEC 60050-351: y
▪ Alternative Bezeichnung in Literatur: u
Nennen Sie Vor- und Nachteile bei der Verwendung einer Steuerung im Vergleich zu einer Regelung.
Vorteile
▪ einfacher Entwurf
▪ geringere Kosten (weniger Hardware)
▪ kein instabiles Verhalten durch Rückkopplung möglich
Nachteile
▪ keine Kompensation von Störgrößen, da keine Rückkopplung vorliegt
▪ keine Berücksichtigung von tatsächlichen Prozessgrößen
▪ keine Korrektur der Stellgröße möglich, um Führungsgröße zu erreichen
Durch welche Glieder unterscheidet sich eine Regelung eindeutig von einer Steuerung?
Durch das Vergleichsglied, das fortlaufend Abweichungen der gemessenen Regelgröße von der
Führungsgröße bestimmt und so die Reaktion auf Störungen ermöglicht.
Dementsprechend muss bei Regelung ein Messglied für die Regelgröße enthalten sein, das bei
Steuerungen nicht erforderlich ist – aber enthalten sein kann.
Wann genügt eine Steuerung und wann sollte besser eine Regelung eingesetzt werden?
Eine Steuerung wird in Anwendungsfällen verwendet in denen Störungen wenig oder keinen Einfluss
haben. Vorteilhaft ist der geringe Aufwand.
Eine Regelung wird verwendet, wenn Störeinflüsse reduziert werden sollen, die das System beeinflussen
Nennen Sie drei Beispiele für Regelungen aus dem Alltag.
- Regelung der Duschwassertemperatur durch den Menschen
- Ofentemperaturregelung am Küchenherd
- (Automatische) Abstandsregelung im Auto
Warum ist der „Lautstärkeregler“ einer HiFi-Anlage kein Regler in Sinne der Regelungstechnik?
Welchem regelungstechnischen Begriff entspricht diese umgangssprachliche Bezeichnung?
Das Einstellen der Lautstärke mit dem „Lautstärkeregler“ einer HiFi-Anlage stellt eine Steuerung dar, denn
die Stellung des „Lautstärkereglers“ bestimmt lediglich die Lautstärke – überprüft aber nicht deren
Einhaltung, d.h. es gibt keine Rückkopplung. Diese Regelfunktion muss der Mensch übernehmen, der den
„Lautstärkeregler“ bedient.
Es handelt sich regelungstechnisch um ein Steuerglied.
Moderne Backöfen besitzen ein Thermostat, welches die Temperatur im Backraum auf einem
vorgegebenen Zielwert hält. Warum ist eine solche Regelung notwendig?
Beschreiben Sie die Tätigkeit des Bäckers an Backöfen mit bzw. ohne Thermostat!
Beim Ofen wird mittels eines Thermostats eine gewünschte Temperatur eingestellt, ähnlich einer
Raumheizung. Würde der Ofen nur eine Steuerung besitzen (kein Thermostat), so würde ein
Leistungsverlauf angelegt, von dem man annimmt, dass er zum Erreichen und Halten der gewünschten
Temperatur führt. Allerdings kann die Temperatur vom gewünschten Wert abweichen, da sie von
Störgrößen, wie z. B. der Umgebungstemperatur, beeinflusst wird. Auch würde bei einem Öffnen der
Ofentür die Temperatur deutlicher abweichen.
Mit Thermostat:
Der Bäcker stellt die gewünschte Temperatur ein und das Thermostat übernimmt das Erreichen und
Halten der Temperatur.
▪ Ohne Thermostat:
Hier würde der Bäcker den Part des Reglers übernehmen. Er müsste eine bestimmte Leistung
einstellen, von der er glaubt, dass sie zum Erreichen der gewünschten Temperatur führt. Des Weiteren
müsste er auch die Überprüfung (beispielsweise durch ein Thermometer) übernehmen und
gegebenenfalls Nachregeln.
Tragen Sie die Namen der wichtigsten Glieder und Signale (Größen, inkl. Formelzeichen) in den
gezeichneten Regelkreis ein.
mach
Die Temperatur der Kühlflüssigkeit im Motor eines Kraftfahrzeugs soll geregelt werden. Zeichnen Sie einen
vereinfachten Wirkungsplan des Regelkreises dieser Anwendung und benennen Sie die auftretenden
Größen
▪ Führungsgröße w:
Ziel-/Soll-Temperatur Kühlflüssigkeit
▪ Regelgröße x:
(Ist-)Temperatur Kühlflüssigkeit
▪ Stellgröße y:
Lüfterdrehzahl
▪ Störgröße z:
Motortemperatur, Außentemperatur
Jeder Autofahrer ist ein Regler. Zeichnen Sie den Wirkungsplan für die Regelung der Geschwindigkeit und
erläutern Sie, welche Führungs- und Störgrößen auftreten. Was bedeutet „messen“, „vergleichen“, und
„stellen“ in diesem Regelkreis?
▪ Messen: Messen der Geschwindigkeit
▪ Vergleichen: Gemessene Geschwindigkeit wird mit der Zielgeschwindigkeit verglichen
▪ Stellen: Änderung der Fördermenge der Einspritzpumpe
